熊　凯，魏春岭

(北京控制工程研究所 空间智能控制技术重点实验室，北京　100190)



基于光学敏感器增强脉冲星导航系统性能

熊凯，魏春岭

(北京控制工程研究所 空间智能控制技术重点实验室，北京100190)

摘要：本文研究增强X射线脉冲星导航系统性能的方法。脉冲星导航系统以通过X射线探测器测量得到的和通过脉冲星时间模型预测得到的脉冲到达时间之差作为观测量，信号处理过程中，脉冲到达时间差通过观测脉冲轮廓和标准脉冲轮廓的比对来计算。由于构造观测脉冲轮廓需要用到航天器位置信息，脉冲星导航系统的定位性能会受到航天器初始位置误差的影响。为了解决这一问题，提出采用基于“脉冲星+光学”的组合导航方法，将紫外导航敏感器测量信息引入脉冲星导航系统，该方法能够在航天器初始位置误差较大的情况下，显著改善TOA测定精度和导航系统性能。通过数学仿真和对比研究验证了所设计的组合导航方法的有效性。

关键词：自主导航；X射线脉冲星；光学导航；相位估计；航天器

0引言

航天器自主导航系统通过自身设备确定航天器的位置和速度，能够减轻航天任务对地面测控的依赖，提高航天器的自主生存能力。在过去的20 a里，全球定位系统(global positioning system，GPS)是低轨卫星的重要导航手段。但是，由于GPS主要对地面目标提供服务，当航天器在高于GPS卫星的轨道上运行或执行深空探测任务时，GPS信号往往非常微弱，甚至无法接收到有效的GPS信号。……